高校遙感課程教學改革的探索與思考

吳學睿

（赤峰學院 資源與環(huán)境科學學院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

高校遙感課程教學改革的探索與思考

吳學睿

（赤峰學院 資源與環(huán)境科學學院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

遙感是高校地學相關專業(yè)的基礎課程.本文闡述了遙感課程的特點，提出了一些教學改革的方法.重點涉及充分利用多媒體、網(wǎng)絡資源，增加遙感實驗環(huán)節(jié)和學生畢業(yè)設計內(nèi)容等.

遙感；教學改革；教學效果

1 引言

遙感技術是20世紀60年代興起的一種對地探測技術：利用搭載在遙感平臺上（地基、機載或星載）的傳感器（紫外、可見光/近紅外、紅外、微波），遠距離、非接觸的探測物體發(fā)射、反射或輻射電磁波特性，對目標物的性質(zhì)、特征和狀態(tài)等進行研究分析和應用的技術.作為地理空間信息科學的核心技術，其在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)、國土資源、城鄉(xiāng)建設以及測繪等方面都得到了廣泛的應用.因此遙感教學和實踐在?？啤⒈究平逃^程中，顯得尤為重要.其理論教學可以為今后從事科學研究的學生奠定良好的理論基礎，而實踐教學可以為日后從事相關專業(yè)的工作領域培養(yǎng)遙感人才.遙感課程專業(yè)性和技術性較強，遙感技術發(fā)展迅速，知識更新快，需打破傳統(tǒng)單一講授的教學模式，進行一定程度的教學改革，使學生可以系統(tǒng)的掌握遙感技術.在傳授遙感基本原理、技術方法和應用中，需增加實驗教學活動，而網(wǎng)絡資源的充分有效利用可以再豐富教學內(nèi)容；多媒體教學可以形象深刻的解釋遙感基本概念和原理，網(wǎng)絡免費衛(wèi)星數(shù)據(jù)可以豐富遙感實驗教學，加深對遙感概念和原理的理解并豐富學生動手實踐分析問題和解決問題的能力，同時通過畢業(yè)設計，可以有益于學生從系統(tǒng)上掌握遙感技術.

2 教學內(nèi)容

遙感技術與應用課程的教材較多：《遙感概論》[1]內(nèi)容安排合理，條理清楚；教育部面向21世紀課程教材《遙感導論》[2]內(nèi)容豐富，涉及較多技術原理.兩部教材可以結合使用，以便確保學生對遙感有全面的掌握.對于理論的加深可以借鑒《遙感應用分析原理與方法》[3]，此書理論性較強，對于拓展學生基礎科研學習能力較為有益.在遙感實驗的講解中，可以參鑒《遙感獲取與分析》.在教學的過程中，可以指定單一教材，針對學生不同興趣和需要，推薦相關參考用書，由學生自主選購.

遙感課程的教學內(nèi)容包括：遙感概述、遙感基本原理、遙感數(shù)字圖像處理、遙感圖像目視解譯和遙感圖像計算機解譯、遙感技術以及3S技術綜合應用.

在理論教學過程中，可以熱紅外遙感、光學遙感和微波遙感為三條主線，構建教學內(nèi)容：明確三者的概念、原理、方法.遙感的知識點較多，需增加每個知識點之間的聯(lián)系，對教學內(nèi)容進行梳理，增加課程的系統(tǒng)性和結構性，明確學習目的.

在教學過程中需引導性培養(yǎng)學生的研究性學習能力[4,5]，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神，研究性學習需要在教師指導過程中，發(fā)揮學生的主體作用.通過“自主、探究、合作”的學習方式對遙感教學內(nèi)容進行自主學習、深入探究.

2.1 啟發(fā)性思考

在明確了可見光、紅外和微波遙感概念和基本原理的基礎上，可以向學生提出若干具有啟發(fā)性、值得深入思考的問題，引導學生研究、探索.

2.2 自主討論交流

在啟發(fā)性思考的基礎上，實施小組合作學習交流.充分發(fā)揮學生的主動性、積極性，教師在此期間則起到引導、支持的作用.

2.3 總結綜合

教師對學生的學習成果進行分析、總結.

在研究性教學中，學生轉變?yōu)閷W習的主體、自主學習，主動探究.教師則提供思路、啟發(fā)教學、補充和總結研究結果.對于提高學生自主學習、探究能力有較大提高.

在實踐教學過程中，需培養(yǎng)學生對遙感圖像處理的能力[6,7].以PCI、ENVI和ERDAS遙感圖像處理軟件為學習軟件，結合遙感數(shù)據(jù)、講解遙感圖像處理的基本方法、基本處理技術.常用的遙感圖像處理方法有光學、數(shù)字兩種.遙感圖像數(shù)字處理的內(nèi)容則包括圖像恢復、數(shù)據(jù)壓縮、影像增強、信息提取[8].

（1）圖像恢復：包括輻射校正、幾何校正等；

（2）數(shù)據(jù)壓縮：改進圖像的傳輸、存儲和處理數(shù)據(jù)效率；

（3）影像增強：色彩變幻、密度分割等；

（4）信息提取：提取感興趣的目標信息.

在學生掌握整個遙感圖像處理的基本原理、方法以后，結合網(wǎng)絡免費衛(wèi)星數(shù)據(jù)，學生可以分組完成圖像處理的步驟，綜合結果，實現(xiàn)遙感圖像處理的整個流程.在該過程中，增加學生協(xié)作和動手能力.

3 教學改革

3.1 多媒體教學

多媒體教學就是在教學過程中，在與傳統(tǒng)教學手段相結合的同時，根據(jù)遙感課程的教學目標和教學對象的特點，選擇運用現(xiàn)代教學媒體，形成合理的教學模式[9],以便達到最優(yōu)教學效果.多媒體教學有著許多傳統(tǒng)教學不可比擬的優(yōu)點.遙感技術本身為對地觀測新技術，其衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和空間地理數(shù)據(jù)，如果以圖、文、聲并茂以及動態(tài)形式展現(xiàn)給學生的話，可以實現(xiàn)傳統(tǒng)教學無法實現(xiàn)的場景、動畫等，能夠激發(fā)學生積極性，增加學習興趣，提高教學質(zhì)量.但是在使用多媒體教學過程中，應該掌握好度，避免過多花哨形式，而本末倒置，影響教學效果，所以重點的基礎理論、基本原理以及課程的重點、難點內(nèi)容需要突出，而多媒體則可以主要用來展現(xiàn)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)等.

3.2 互聯(lián)網(wǎng)資源

互聯(lián)網(wǎng)是20世紀最偉大的基礎性發(fā)明之一.作為信息傳播的新載體，互聯(lián)網(wǎng)技術已經(jīng)滲透到了人類生產(chǎn)生活的方方面面.互聯(lián)網(wǎng)時代的教學模式也應該打破傳統(tǒng)教學模式、教學設計和教學觀念.

遙感課程中采用互聯(lián)網(wǎng)，可以打破傳統(tǒng)課堂教學的時間和空間的限制，學生可以利用在40分鐘課堂教學外的時間，隨時隨地學習遙感科學的新技術、新方法.而將互聯(lián)網(wǎng)技術有效應用到理論教學和遙感實驗課程中，都會有效提高教學效果.

3.2.1 理論教學

教師在40分鐘的課堂教學中，重點講解課程的重點和難點內(nèi)容，宏觀掌握課程的主次內(nèi)容，對于課堂上較難理解的概念、原理和方法，可以利用啟發(fā)性的給出探索思路和方法，“授之以漁”.讓學生充分發(fā)揮主動性和積極性，在課下時間通過互聯(lián)網(wǎng)進行理解、研究和拓寬.學生的研究結果可以在網(wǎng)絡上進行分析，共享.豐富了教學形式和教學內(nèi)容，增強了學生自主學習的能力和探索研究的興趣.

3.2.2 遙感實驗

目前互聯(lián)網(wǎng)上，提供很多衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，類型多，覆蓋范圍廣，極大的豐富了遙感數(shù)據(jù)資源.常見的有美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）提供的Landsat系列數(shù)據(jù)，美國馬里蘭大學提供的Aster、MODIS數(shù)據(jù)，NASA的MODIS數(shù)據(jù).通過ENVI、EARDAS、PCI等遙感圖像處理軟件，利用網(wǎng)絡開放衛(wèi)星數(shù)據(jù)資源，對遙感圖像處理中的基本概念進行理解、加深[5].

3.3 增加遙感實驗課

通過遙感實驗課程的增加，可以培養(yǎng)學生利用已學遙感知識對地理要素的認識、觀察和分析的能力，對于課程講解中的圖像處理的基本概念和原理在遙感實驗課程中深入了解和學習.同時增加學生利用遙感知識在植被、土壤、地貌、和土地利用、資源環(huán)境等方面的分析問題、解決問題的能力.

3.4 畢業(yè)設計

遙感是現(xiàn)代地理學中的重要研究手段之一，有利于揭示地表參數(shù)的變化規(guī)律和發(fā)展動態(tài).其在地理學、生物學和環(huán)境科學等領域的應用較為廣泛.而遙感技術是一個綜合性較強的課程.可以在學生畢業(yè)設計中增加遙感類研究內(nèi)容，讓學生利用課程中學習過的基礎知識、原理等，結合遙感圖像處理軟件、充分利用網(wǎng)絡資源，完成以遙感為基礎手段的地理學、生態(tài)學和環(huán)境類等相關畢業(yè)設計.在此過程中，增加學生運用遙感知識分析問題和解決問題的能力，使理論最終與實踐結合.

4 結束語

遙感技術是20世紀60年代興起的一種對地探測技術.遙感課程是地理學、環(huán)境和測繪類學科的重要基礎課程和核心課程.在高校的?？?、本科教學中，需要打破傳統(tǒng)的單一教學模式，不斷創(chuàng)新，進行必要的教學改革.本文在明確了教學內(nèi)容的基礎上，對于遙感課程的教學改革提出了探索性的研究策略，主要包括強調(diào)多媒體教學內(nèi)容，利用互聯(lián)網(wǎng)資源，加強遙感實驗以及增加遙感類畢業(yè)設計的教學改革內(nèi)容.希望在取得良好教學效果的同時，增加學生學習的主動性和積極性，培養(yǎng)學生良好的學習態(tài)度和探索性研究能力，為社會培養(yǎng)出更多更好的遙感類人才.

〔1〕梅安新，彭望碌，秦其明，等.遙感導論[M].北京：高等教育出版社，2001.

〔2〕彭望琭,白振平，劉湘南，等.遙感概論[M].北京：高等教育出版社，2012.

〔3〕趙英時.遙感應用分析原理與方法[M].北京：科學出版社，2012.

〔4〕孔祥生，錢永剛，張定安，等.《遙感概論實驗》課程教學改革與實踐[J].測繪科學，2013,1（1）：183-186.

〔5〕廖文峰，張敬泉，劉大利，等.《遙感技術與應用》課程教學改革探索[J].電腦知識與技術，2012,8（30）：7260-7262.

〔6〕于冬梅.研究性學習在遙感教學中的應用[J].青島大學師范學院學報，2003,20（3）:68-71.

〔7〕張喜旺，劉劍鋒.高校GIS專業(yè)遙感類課程教學改革探索[J].測繪與空間地理信息，2012,35（10）:10-12.

〔8〕遙感圖像處理，http://baike.baidu.com/view/2497178. htm.

〔9〕多媒體教學.http://baike.baidu.com/view/439948.htm.

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